98. Теплове випромінювання

Теплове випромінювання — спільний процес конвекції і теплопровідності, при якій враховується температура всіх тіл, які мають температуру вище абсолютного нуля. Тобто це електромагнітне випромінювання з безперервним спектром, що випускається нагрітими тілами за рахунок їх теплової енергії., це є свічення тіл, зумовлене нагріванням.

Залежно від температури тіла, що випромінює, теплове випромінювання може належати до різних діапазонів згідно із законом зміщення Віна, але синонімом даного терміну часто називають інфрачервоне випромінювання. Характеристики теплового випромінювання (всі залежать від температури):

— енергетична світність тіла(інтегральна випромінювальна здатність)

— спектральна випромінювальна здатність

— інтегральна поглинальна здатність

— спектральна поглинальна здатність

Відношення випромінювальної здатності до поглинальної здатності тіла не залежить від природи тіла, є функцією довжини хвилі тіла і температури.

Чим більше тіло поглинає певного (електромагнітного)випромінювання, тим більше воно випромінює тих самих хвиль при тій самій температурі.Можна заставити тіло світитися, надаючи йому енергію нагріванням.Така ситуаціядозволяє підтримувати випромінювання незмінним, поповнюючи запас витраченої енергії відповідною кількістю тепла. Такий вид випромінювання називають тепловим. Воно має місце й при низьких температурах (наприклад, при кімнатних), однак в таких випадках випромінювання обмежується практично лише довгими інфрачервоними хвилями.Особливості теплового випромінювання дозволяють протиставити його решті видів випромінювання. Якщо помістити тіло в деяке середовище, то через деякий час між ними встановиться рівноважний стан, тобто з часом розподіл енергії між тілом і випромінюванням не змінюватиметься. Будь-яке порушення такої рівноваги знову призведе з часом до її встановлення.

99.Природа теплового випромінювання

Випромінювання (або випускання) електромагнітних хвиль речовиною відбувається через внутрішньоатомних (внутрішньомолекулярних) процесів.

Джерела енергій, які можуть викликати випромінювання і види виникає випромінювання:

- Енергія хімічних реакцій (хемілюмінесценція);

- Енергія газового розряду (електролюмінесценція);

- Енергія бомбардують тверде тіло електронів (катодолюмінесценцію).

Але існує один вид випромінювання, притаманний усім фізичним тілах.

Абсолютно чорне тіло - це тіло, яке при будь-якій температурі повністю поглинає всю енергію падаючих електромагнітних хвиль незалежно від їх частоти, поляризації та напрямку поширення, тобто коефіцієнти поглинання α0 ≡ ≡ 1. Іспускательной здатність чорного тіла позначається - .

Абсолютно чорного тіла в природі не існує; найбільш досконалої його моделлю є замкнута порожнина з невеликим отвором, непрозорими і відбивають стінками, забезпечують багаторазове відбиття променя. При кожному відбитті промінь частково поглинається. Незалежно від матеріалу стінок інтенсивність вихідного потоку буде набагато менше інтенсивності вхідного первісного випромінювання.

У теорії теплового випромінювання часто користуються ідеалізованою моделлю реальних тіл - поняттям "сіре тіло". Тіло називається "сірим", якщо його коефіцієнт поглинання однаковий для всіх частот і залежить тільки від температури матеріалу і стану його поверхні аωс = аωс (Т).

У дійсності реальне фізичне тіло за своїми характеристиками наближається до сірого тіла лише у вузькому діапазоні частот випромінювання.